CZ282772B6 - Process of fermentation industrial production of phytase enzyme preparation - Google Patents
Process of fermentation industrial production of phytase enzyme preparation Download PDFInfo
- Publication number
- CZ282772B6 CZ282772B6 CZ961597A CZ159796A CZ282772B6 CZ 282772 B6 CZ282772 B6 CZ 282772B6 CZ 961597 A CZ961597 A CZ 961597A CZ 159796 A CZ159796 A CZ 159796A CZ 282772 B6 CZ282772 B6 CZ 282772B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- strain
- medium
- production
- phytase
- enzyme preparation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu fermentační průmyslové výroby enzymového preparátu fytázy (myoinositol hexakisfosfát fosfohydrolázy), který je použitelný v živočišné výrobě ke snížení obsahu fosforu v živočišných exkrementech, ke snížení obsahu nestravitelného fytinu v potravinářství, k odstranění zákalů com steep liquoru ve fermentačním průmyslu, k přípravě purifíkované fytázy, kyselých fosfatáz a fosforylovaných sloučenin.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the fermentative industrial production of an enzyme preparation of phytase (myoinositol hexakisphosphate phosphohydrolase), which is useful in animal production for reducing phosphorus in animal excrements, reducing indigestible phytin in food, purified phytases, acid phosphatases and phosphorylated compounds.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Fytáza se používá v živočišné výrobě u monogastrických zvířat ke štěpení fytinu obsaženého v krmných směsích, ke snížení obsahu fosforu v živočišných exkrementech a tím k zamezení vzniku eutrofikace vod v oblastech s rozvinutou živočišnou výrobou, ke zlepšení činnosti trávicích enzymů a k optimální utilizaci životu nezbytných iontů, zejména vápníku (fytin je silná chelatizační látka).Phytase is used in animal production in monogastric animals to cleave phytin contained in compound feed, reduce phosphorus content in animal excrements and thereby prevent the eutrophication of waters in areas with developed livestock production, improve digestive enzyme activity and optimize utilization of vital ions, especially calcium (phytin is a strong chelating agent).
Fytáza je vyráběna fermentačně pomocí některých druhů hub rodu Aspergillus firmami GistBrocades, NL, Alltech, USA a Alco Ltd. Biotechnology, Finsko. Za účelem dosažení co nejvyšší produktivity výrobního systému je žádoucí pracovat jak s vysokoprodukčním kmenem mikroorganismu tak s technologií fermentace a izolace zabezpečující vysokou výtěžnost aktivního enzymu. Z dostupných odborných pramenů však vyplývá, že aktivity fytázy dosahované za použití známých produkčních kmenů Aspergillus ficuum (NRRL 3135 18-20 nkat/mL, Ullah a Gibson 1987 nebo geneticky vyšlechtěný kmen 100-127 nkat/mL, Hartingsveldt et al. 1993) jsou nižší než aktivity dosahované naším produkčním kmenem Aspergillus niger 921, CCF 2951, tj. 150-160 nkat/mL. Způsob dosavadní výroby fytázy s jinými kmeny Aspergillus je tím ekonomicky náročnější.The phytase is produced by fermentation using some species of Aspergillus fungi by GistBrocades, NL, Alltech, USA and Alco Ltd. Biotechnology, Finland. In order to achieve the highest productivity of the production system, it is desirable to work with both the high-production strain of the microorganism and the fermentation and isolation technology ensuring a high yield of the active enzyme. However, available scientific literature suggests that phytase activities achieved using the known Aspergillus ficuum production strains (NRRL 3135 18-20 nkat / mL, Ullah and Gibson 1987 or genetically bred strain 100-127 nkat / mL, Hartingsveldt et al. 1993) are lower than the activity achieved by our production strain Aspergillus niger 921, CCF 2951, ie 150-160 nkat / mL. The process of the prior art production of phytase with other Aspergillus strains is thus more economically demanding.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Předmětem vynálezu je způsob fermentační průmyslové výroby enzymového preparátu fytázy submerzní kultivací pomocí kmene Aspergillus na médiu obsahujícím škrob za limitace růstu fosforem, který spočívá podle vynálezu v tom, že se submersně kultivuje kmen Aspergillus niger 921 CCF 2951 při teplotě 25-37 °C, pH 2,0-6,0, (zejména při 2,5-3,5) při vzdušnění a míchání zabezpečujícím koncentraci kyslíku 10-99 % součinitele rozpustnosti plynů, zejména při 20-60 %, s následnou separací mycelia houby, dialýzou a ultrafiltrací supematantu a lyofylizací zahuštěného roztoku enzymů ultrafiltrací. Enzymový preparát kromě převahy fytázy obsahuje i nespecifické kyselé fosfatázy a a-amylázu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the fermentative industrial production of a phytase enzyme preparation by submerged Aspergillus strain on starch-containing medium while limiting phosphorus growth according to the invention in that the Aspergillus niger 921 CCF 2951 strain is sub-grown at 2.0-6.0 (especially at 2.5-3.5) with aeration and stirring providing an oxygen concentration of 10-99% gas solubility coefficient, especially at 20-60%, followed by mycelium separation of the fungus, dialysis and ultrafiltration supernatant and lyophilizing the concentrated enzyme solution by ultrafiltration. In addition to the preponderance of phytase, the enzyme preparation also contains non-specific acid phosphatases and α-amylase.
Zdrojem dusíku v kultivačním médiu je 0,5-1 % hmotn. dusičnanu sodného, síranu amonného nebo chloridu amonného. Během kultivace kmene Aspergillus niger 921, CCF 2951 na médiu s 0,5-1 % dusičnanu sodného, síranu nebo chloridu amonného se pH média udržuje na hodnotách 2,5-3,5, s výhodou na konstantní hodnotě 3,0, pomocí automatického dávkování roztoků hydroxidu draselného, sodného nebo amonného.The nitrogen source in the culture medium is 0.5-1 wt. sodium nitrate, ammonium sulfate or ammonium chloride. During cultivation of Aspergillus niger 921, CCF 2951 strain on 0.5-1% sodium nitrate, sulphate or ammonium chloride medium, the pH of the medium is maintained at 2.5-3.5, preferably a constant value of 3.0, by automatic dosing of potassium, sodium or ammonium hydroxide solutions.
Obsah kukuřičného škrobu v médiu se pohybuje v rozmezí hodnot 2-8 % hmotn., s výhodou pro přípravu inokula 5-9 % hmotn. a pro vlastní kultivaci v produkčních fermentorech 4-8 % hmotn.The corn starch content in the medium is in the range of 2-8% by weight, preferably for the preparation of inoculum 5-9% by weight. and for self-cultivation in production fermenters 4-8 wt.
Vysokoprodukční kmen Aspergillus niger 921, CCF 2951 se kultivuje v produkčních bioreaktorech kromě jednorázového způsobu i semikontinuálně za semisterilních až nesterilních podmínek.The high-production strain Aspergillus niger 921, CCF 2951 is cultivated in production bioreactors, in addition to a one-time process, semi-continuously under semi-sterile to non-sterile conditions.
Separaci mycelia houby na konci kultivace lze provádět i ve dvou stupních, sedimentací a separací odstředěním nebo filtrací.Separation of fungal mycelium at the end of cultivation can also be carried out in two stages, sedimentation and separation by centrifugation or filtration.
Supematant po separaci mycelia se dialyzuje na hodnotu zbytkových sacharidů 0-3 g/L, s výhodou na 2,0 g/L.The supernatant after mycelial separation is dialyzed to a residual carbohydrate value of 0-3 g / L, preferably to 2.0 g / L.
Dialýza a ultrafiltrace vyfermentovaného média se provádí na různých typech zařízení a membrán zajišťujících retenci molekul bílkovin o velikosti 10-100 kDa, s výhodou o velikosti 50 kDa.The dialysis and ultrafiltration of the fermented medium is carried out on various types of devices and membranes providing retention of protein molecules of 10-100 kDa, preferably 50 kDa.
Suchý enzymový preparát, který obsahuje kromě fytázy i nespecifické kyselé fosfatázy a α-amylázu je pro nutriční účely upraven na žádanou aktivitu fytázy.A dry enzyme preparation containing in addition to phytase also non-specific acid phosphatase and α-amylase is adapted for nutritional purposes to the desired phytase activity.
Technologický postup výroby směsného preparátu fytázy byl získán optimalizací podmínek všech stupňů výroby, tj. kultivace kmene, separace, dialýzy, ultrafiltrace a lyofilizace.The technological process for the production of the mixed phytase preparation was obtained by optimizing the conditions of all stages of production, ie strain cultivation, separation, dialysis, ultrafiltration and lyophilization.
Výhody postupu výroby enzymového preparátu fytázy podle vynálezu jsou dány vysokou produkcí vysoce aktivního enzymu fytázy do média produkčním kmenem Aspergillus niger 921, CCF 2951 a výhodnější ekonomikou procesu výroby enzymu fytázy ve srovnání s jinými obdobnými publikovanými procesy.The advantages of the process of producing the phytase enzyme preparation of the invention are due to the high production of highly active phytase enzyme into the medium by the production strain Aspergillus niger 921, CCF 2951 and the more advantageous economy of the phytase enzyme production process compared to other similar published processes.
Dále je vynález blíže objasněn v příkladech provedení aniž by se jimi omezoval.The invention is further illustrated by the following non-limiting examples.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Byl použit vysokoprodukční průmyslový kmen mikroorganismu Aspergillus niger 921, CCF 2951 CZ patent 281581. Suspense konidií z narostlé a vysporulované kultury na šikmém sladinkovém agaru byla inokulem pro submersní kultivaci kmene v kultivačních 500 mL baňkách. Kultivace kmene v prvním stupni probíhala na médiu s 8 % hmotn. kukuřičným škrobem a 0,86 % hmotn. dusičnanem sodným, za limitace růstu buněk fosforem (Shieh a Ware 1968), na třepačce při 30 °C. Narostlým myceliem byly inokulovány laboratorní bioreaktory. Kultivace kmene v druhém stupni probíhala při 30 °C, počátečním pH 5,3, míchání 600 otáček/min. a vzdušnění 0,5 L/min. po dobu 72 h. Obsah laboratorních bioreaktorů byl inokulem 75 L bioreaktorů.A high-production industrial strain of Aspergillus niger 921, CCF 2951 CZ patent 281581 was used. A conidia suspension from grown and sporulated culture on sloping sweet agar was an inoculum for submersive strain cultivation in 500 mL culture flasks. The cultivation of the strain in the first step was carried out on an 8 wt. % corn starch and 0.86 wt. sodium nitrate, limiting cell growth by phosphorus (Shieh and Ware 1968), on a shaker at 30 ° C. Laboratory bioreactors were inoculated with the grown mycelium. Strain cultivation in the second stage was carried out at 30 ° C, initial pH 5.3, stirring at 600 rpm. and aeration of 0.5 L / min. The laboratory bioreactors were inoculated with 75 L bioreactors.
Kultivace v 75 L bioreaktorech probíhala při pH 2,0-3,6, 30-35 °C a pO2 20-60 % na produkčním médiu obsahujícím o 1 % hmotn. nižší obsah škrobu. Během kultivace byla měřena produkce enzymu fytázy, která je sekretována do média spolu s nespecifickými kyselými fosfatázami a α-amylázou. Po dosažení aktivity fytázy v médiu dosahující 160 nkat/mL byl zchlazený obsah bioreaktorů separován na separátoru Sharpless.Cultivation in 75 L bioreactors was carried out at pH 2.0-3.6, 30-35 ° C and pO 2 of 20-60% on production medium containing 1% w / w. lower starch content. During cultivation, the production of phytase enzyme, which is secreted into the medium along with non-specific acid phosphatases and α-amylase, was measured. After reaching phytase activity in the medium reaching 160 nkat / mL, the cooled bioreactor content was separated on a Sharpless separator.
Čirý supematant byl dialyzován a ultrafiltrován na zařízení Romicon PM 50. Během uvedených procesů byl obsah redukujících látek v supematantu snížen na hodnotu 2,0 g/L a aktivita fytázy zvýšena v průměru 2,5 krát.The clear supernatant was dialyzed and ultrafiltered on a Romicon PM 50. During these processes, the reducing agent content of the supernatant was reduced to 2.0 g / L and the phytase activity increased on average 2.5 times.
-2CZ 282772 B6-2GB 282772 B6
Zahuštěný a promytý roztok enzymu byl lyofilizován na lyofilizátoru LZ 45 během 48 h do sucha. Suchý preparát obsahující kromě fytázy i nespecifické kyselé fosfatázy a α-amylázu byl naředěn pro krmivářské účely pšeničnou krmnou moukou na aktivitu fytázy dosahující 9 nkat/mg.The concentrated and washed enzyme solution was lyophilized on a LZ 45 lyophilizer for 48 hours to dryness. The dry preparation containing in addition to phytase also non-specific acid phosphatase and α-amylase was diluted for feed purposes with wheat feed flour to phytase activity reaching 9 nkat / mg.
Příklad 2Example 2
Postupováno jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že kultivační médium obsahovalo místo 0,86 % hmotn. dusičnanu sodného síran nebo chlorid amonný v množstvích odpovídajících koncentraci dusíku v dusičnanu sodném. Během fermentace bylo pH média regulováno na konstantní hodnotě pH 3,0 automatickým dávkováním roztoků hydroxidů draselného, sodného nebo amonného.The procedure was as in Example 1 except that the culture medium contained 0.86 wt. sodium nitrate sulphate or ammonium chloride in amounts corresponding to the concentration of nitrogen in sodium nitrate. During fermentation, the pH of the medium was regulated at a constant pH of 3.0 by automatic dosing of potassium, sodium or ammonium hydroxide solutions.
Příklad 3Example 3
Postupováno jako v příkladu 1 nebo 2 s tím rozdílem, že příprava inokula pro provozní bioreaktory byla třístupňová. Obsah 75 L bioreaktoru byl po 48 h kultivaci inokulem pro kultivaci v 300 L bioreaktoru, popř. v 1,5 m3 bioreaktoru.The procedure was as in Example 1 or 2 except that the preparation of the inoculum for the operational bioreactors was three steps. The content of the 75 L bioreactor was after 48 h culture with an inoculum for cultivation in the 300 L bioreactor and afterwards. in a 1.5 m 3 bioreactor.
Příklad 4Example 4
Postupováno jako v příkladě 1, 2 nebo 3 s tím rozdílem, že kultivace v provozních bioreaktorech probíhala semikontinuálně. Část vyfermentovaného média s myceliem houby z konce fermentace byla inokulem pro okamžitou následnou fermentaci v paralelním bioreaktoru.The procedure was as in Example 1, 2 or 3 except that the cultivation in the process bioreactors was semi-continuous. A portion of the fermented fungal mycelium medium from the end of the fermentation was an inoculum for immediate subsequent fermentation in a parallel bioreactor.
Příklad 5Example 5
Postupováno jako v předchozích příkladech s tím rozdílem, že kultivace v provozních bioreaktorech probíhala semisterilně až nesterilně neboť pH média se pohybovalo během kultivace v rozmezí hodnot 2,5-3,6.The procedure was as in the previous examples except that the cultivation in the process bioreactors was semi-sterile to non-sterile since the pH of the medium was in the range of 2.5-3.6 during cultivation.
Příklad 6Example 6
Postupováno jako v předchozích příkladech s tím rozdílem, že separace mycelia z vyfermentovaného média se provádí ve 2 stupních. V prvním stupni je vyfermentované médium nejprve sedimentací zbaveno převážného množství mycelia. V druhém stupni je slabě zakalený supematant separován na odstředivce nebo filtrován.Proceed as in the previous examples, except that the separation of mycelium from the fermented medium is carried out in 2 steps. In the first step, the fermented medium is first deprived of most of the mycelium by sedimentation. In the second stage, the slightly turbid supernatant is separated on a centrifuge or filtered.
Příklad 7Example 7
Postupováno jako v předchozích příkladech s tím rozdílem, že dialýza a ultrafiltrace vyfermentovaného média probíhá na jiných typech zařízení a membránách než je ROMICON 50, které zajišťují retenci bílkovin o velikosti molekul 10-100 kDa.Proceeding as in the previous examples, except that the dialysis and ultrafiltration of the fermented medium takes place on different types of devices and membranes other than ROMICON 50, which provide protein retention of 10-100 kDa molecules.
-3CZ 282772 B6-3GB 282772 B6
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Způsob podle vynálezu lze použít pro fermentační průmyslovou výrobu enzymového preparátu fytázy, obsahujícího i nespecifické kyselé fosfatázy a α-amylázu, využitelného v živočišné výrobě, ekologii, potravinářství, pro přípravu purifikované fytázy, kyselých nespecifických fosfatáz a fosforylováných sloučenin.The process according to the invention can be used for the fermentative industrial production of an enzyme preparation of phytase, which also contains non-specific acid phosphatases and α-amylase, useful in animal production, ecology, food industry, for the preparation of purified phytase, acid non-specific phosphatases and phosphorylated compounds.
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ961597A CZ159796A3 (en) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Process of fermentation industrial production of enzyme preparation phytase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ961597A CZ159796A3 (en) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Process of fermentation industrial production of enzyme preparation phytase |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ282772B6 true CZ282772B6 (en) | 1997-10-15 |
CZ159796A3 CZ159796A3 (en) | 1997-10-15 |
Family
ID=5463526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ961597A CZ159796A3 (en) | 1996-05-31 | 1996-05-31 | Process of fermentation industrial production of enzyme preparation phytase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ159796A3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008533981A (en) * | 2005-03-24 | 2008-08-28 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. | Microbial production of beneficial compounds |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD4388C1 (en) * | 2014-08-01 | 2016-07-31 | Институт Микробиологии И Биотехнологии Академии Наук Молдовы | Process for producing an enzymatic preparation with b-glucosidase activity |
-
1996
- 1996-05-31 CZ CZ961597A patent/CZ159796A3/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008533981A (en) * | 2005-03-24 | 2008-08-28 | ディーエスエム アイピー アセッツ ビー.ブイ. | Microbial production of beneficial compounds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ159796A3 (en) | 1997-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1202921A (en) | Hyperproducing cellulase microorganism | |
CN100593570C (en) | Enzymes mixture | |
KR0169913B1 (en) | New strain bacillus sp.ds11 (kctc 0231bp)and new phytase produced from this | |
CN101983242A (en) | Fermentation media comprising urea-like nitrogen sources and its use for the production of secondary metabolits, enzymes and recombinant proteias | |
KR100513218B1 (en) | Enzyme complex | |
CA1042375A (en) | Fermentative removal of water-soluble carbohydrates in plant protein products | |
US5565341A (en) | Process for producing trehalose | |
Falanghe et al. | Production of fungal mycelial protein in submerged culture of soybean whey | |
JPH0253029B2 (en) | ||
CZ282772B6 (en) | Process of fermentation industrial production of phytase enzyme preparation | |
US4229539A (en) | β-Galactosidase and production thereof | |
NAKAGAWA et al. | Terferol, an inhibitor of cyclic adenosine 3', 5'-monophosphate phosphodiesterase I. Isolation and characterization | |
Sinha et al. | Studies on the production of acid protease by submerged fermentation | |
JPH06506107A (en) | Xylanase, xylanase-producing Bacillus strains and their use | |
JPH05276973A (en) | Production of activated sialic acid | |
Qureshi et al. | Production of alkaline phosphatase from newly isolated Aspergillus fumigatus EFRL05 | |
Martin et al. | Growth of the acid‐tolerant fungus Scytalidium acidophilum as a potential source of single‐cell protein | |
JPS6362195B2 (en) | ||
EP0240741B1 (en) | Process for the preparation of inulase | |
KR0154398B1 (en) | Novel penicillum sp. am301 and phytase | |
JPH0759562A (en) | Phytase and its production | |
DE60213374T2 (en) | Fermentative production of microbial milk-clotting protease | |
JP3642095B2 (en) | Novel neutral xylanase and production method thereof | |
CN115747080A (en) | Edible fungus mycelium extract powder, preparation method thereof and application of edible fungus mycelium extract powder as fermentation nitrogen source | |
JPH0117675B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20030531 |